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大型飞机电气负载管理中心的设计

作　者: 赵文珂
导　师: 吴小华
学　校: 西北工业大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 电气负载管理中心 MIL-STD-1553B总线固态功率控制器 PC/104 实时多任务操作系统电气负载方程
分类号: V242
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

飞机电气负载管理中心(ELMC)是先进飞机配电系统的重要组成部分,它根据电气系统处理机(PSP)的布局命令和负载供电请求,以及机上负载的当前状况,来控制分布式汇流条转换及固态功率控制器(SSPC),从而保证机上电气负载的供电及提高电源利用率。通过对大型飞机先进供电系统的分析,对ELMC的结构和功能进行了分析研究,并根据容错供电系统要求,对ELMC提出了性能指标,制订了可行性方案。设计过程中,在广泛调查了国内外的研究现状基础之上,提出了以PC/104作为设计开发平台的思路,并在该平台上建立了VxWorks实时多任务操作系统开发环境。设计中采用8255进行离散I/O扩展,保证系统中大量数字I/O的实时采集与发布的同时又提高了可维护性及扩展性。软件设计中,根据ELMC的功能要求以及VxWorks的特点,合理划分了应用任务及任务的优先级,利用电气负载方程来综合状态逻辑及发出控制指令,同时利用1553数据总线与PSP实时通讯。本文在最后分析了所设计的ELMC的性能特点,分析及实验结果表明,ELMC具有很高的实时性、可靠性、容错性及扩展性,实现了飞机配电自动化和负载自动管理。

全文目录

第一章绪论  9-18
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 先进飞机配电系统概述  10-14
    1.2.1 飞机配电系统  10-11
    1.2.2 先进飞机配电系统简介  11-12
    1.2.3 配电系统结构分析  12-14
  1.3 课题完成的主要研究工作  14-15
  1.4 难点与关键技术  15-16
  1.5 研究成果  16
  1.6 小结  16-18
第二章电气负载管理中心需求分析  18-29
  2.1 大型飞机的供电系统分析  18-21
    2.1.1 大型飞机电源系统  18-20
    2.1.2 大型飞机配电系统  20-21
  2.2 电气负载分析  21-22
    2.2.1 负载分类  21-22
    2.2.2 负载的数量分析  22
  2.3 航电系统对ELMC的要求  22-26
    2.3.1 先进飞机容错供电系统(FTEPS)的要求  22-25
    2.3.2 航空电子综合系统的要求  25-26
  2.4 ELMC的功能和性能要求  26-27
    2.4.1 ELMC的功能要求  26-27
    2.4.2 ELMC的性能要求  27
  2.5 小结  27-29
第三章飞机电气负载管理中心的方案设计  29-35
  3.1 ELMC方案设计  29-32
    3.1.1 ELMC的外部结构  29-30
    3.1.2 二次配电中心构成  30-31
    3.1.3 ELMC控制中心  31-32
  3.2 ELMC的功能设计  32-34
    3.2.1 电源模块  32
    3.2.2 汇流条监控模块  32-33
    3.2.3 电气远程终端  33-34
    3.2.4 负载监控模块  34
    3.2.5 通信模块  34
  3.3 小结  34-35
第四章电气负载管理中心硬件设计  35-55
  4.1 PC／104总线简介  35-36
  4.2 电气远程终端(ERT)设计  36-37
  4.3 电源模块设计  37-38
  4.4 通信模块设计  38-39
  4.5 负载监控模块  39-45
    4.5.1 SSPC硬件设计  40-43
    4.5.2 I／O扩展设计  43-45
  4.6 内部汇流条监控模块  45-54
    4.6.1 AD采集卡的选择  46
    4.6.2 直流模拟量调理电路  46-47
    4.6.3 交流模拟量调理电路  47
    4.6.4 频率检测电路  47-48
    4.6.5 继电器监控电路  48-53
    4.6.6 电力二极管检测电路  53-54
  4.7 机箱设计  54
  4.8 小结  54-55
第五章负载方程及通讯协议  55-61
  5.1 电气负载方程建立  55-57
    5.1.1 负载供电请求方程  55
    5.1.2 负载状态方程  55-56
    5.1.3 负载控制方程  56-57
  5.2 通讯协议  57-60
    5.2.1 MIL-STD-1553B总线  57-59
    5.2.2 1553B总线在大型飞机设计中的职能分配  59-60
  5.3 小结  60-61
第六章电气负载管理中心软件设计  61-81
  6.1 软件的问题和可行性方案  61-65
    6.1.1 软件的结构  61
    6.1.2 RTOS的相应处理机制  61-63
    6.1.3 RTOS的选择方案  63-65
  6.2 开发环境的建立  65-69
    6.2.1 Tornado简介  65-66
    6.2.2 板级支持包(BSP)的构建  66-67
    6.2.3 驱动程序开发  67-69
  6.3 ELMC应用软件设计  69-80
    6.3.1 任务的划分  69-70
    6.3.2 ELMC应用任务结构  70-71
    6.3.3 程序结构图  71-72
    6.3.4 负载监控功能  72-76
    6.3.5 内部汇流条的监控功能  76-79
    6.3.6 自检测任务  79-80
  6.4 小结  80-81
第七章总结与展望  81-83
参考文献  83-86
论文发表情况  86-87
致谢  87-88
西北工业大学学位论文知识产权声明书  88
西北工业大学学位论文原创性声明  88

大型飞机电气负载管理中心的设计

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